كل ما تحتاج معرفته عن وظائف MBBR الغشاء الحيوي ذو الطبقة المتحركة

مفاعل الغشاء الحيوي ذو الطبقة المتحركة أو MBBR، هو نسخة من نظام الحمأة المنشطة. ولكن تعد معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام المفاعل الحيوي الغشائي ذي الطبقة المتحركة هي إحدى طرق المعالجة الحيوية الأكثر شيوعًا وتُستخدم لأسباب وجيهة. مثل إنها صغيرة الحجم وذات مساحة أصغر مقارنةً بالطرق الأخرى. وهي عملية بسيطة نسبيًا تتضمن خطوات أقل وذات متطلبات صيانة أقل وفعالة للغاية أيضًا. ستجد في هذا المقال المزيد عن وظائف MBBR وميكانيكية عملها.

كيف يعمل مفاعل الغشاء الحيوي ذو الطبقة المتحركة؟

يمتلئ المفاعل بالآلاف من حاملات الغشاء الحيوي (القطع البلاستيكية) التي تحمي البكتيريا المستخدمة في تحليل الملوثات الموجودة في مياه الصرف الصحي. وتنتج شبكة الناشر الهواء اللازم لتوزيع حاملات الأغشية الحيوية بفعالية في كل أنحاء الحوض، مع توفير التهوية اللازمة لنمو الغشاء الحيوي أيضًا.

توجد أربعة عناصر مختلفة داخل نظام المفاعل الحيوي الغشائي ذي الطبقة المتحركة: حزمة الصفائح – موزعات الهواء – الناقلات – الأغشية الحيوية.

 تحدث عملية معالجة مياه الصرف الصحي داخل خزان التهوية.

وتتكون الوسائط من آلاف الشرائح البلاستيكية الصغيرة التي يمكنها، نظرًا إلى كثافتها، أن تمزج مياه الصرف الصحي بالكامل.

تشبه شبكة التهوية المروحة؛ فهي تساعد على استمرار حركة الوسائط عبر مياه الصرف الصحي مع إدخال الأكسجين إلى خزان التهوية.

وأخيرًا، فإن الأغشية الحيوية هي جزء من المعدات يمنع الوسائط من مغادرة خزان التهوية.

مكونات معدات MBBR

حزمة الصفائح:

تعمل الوحدات الصفائحية على زيادة سطح التلامس المحدد مما يتسبب في زيادة معدل فصل الجسيمات العالقة ، وبالتالي تسريع عملية الترسيب، مما يخلق قدرة أعلى على فصل TSS، ومساحة أكبر لكل متر مربع، بالإضافة إلى مقاومة أفضل للأشعة فوق البنفسجية.

موزعات الهواء:

تعمل موزعات الهواء ذات النطاق العريض عن طريق إنشاء خزان هواء يسمح للهواء بالمرور بحرية من خلاله ، وبمساعدة لوحة العاكس الموجودة في الجزء السفلي من النظام، يمنع الموزع الحطام والرواسب من الدخول أو عرقلة وظائف الجهاز ، تساعد مقاومة التآكل والمرونة هذا الموزع على توفير توزيع هواء متوازن لجميع أنظمة الأنابيب.

الناقلات:

تعتمد عملية MBBR على نشاط الكائنات الحية الدقيقة التي تلتصق بسطح كبير من المواد الصلبة المسامية التي تسمى الناقلات العائمة في وسط مياه الصرف الصحي وتنمو عليها ، ويتمثل الدور الأساسي للناقلات في توفير سطح محمي لنمو “الأغشية الحيوية” ، تطفو الناقلات التي لها كثافة قريبة من الماء وتدور بحرية في مياه الصرف الصحي من خلال فقاعات التهوية (في الغرف الهوائية) أو الخلط الميكانيكي (في الغرف اللاهوائية).

الأغشية الحيوية:

هياكل مستعمراتية معقدة تتكون من الكائنات الحية الدقيقة والمواد الحيوية التي تفرزها.

موزعات نظام MBBR

يتميز نظام حقن الهواء بكفاءة عالية مع موزعات فقاعات عريضة النطاق مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الجودة ومثبتة بشبكة توزيع الهواء المصنوعة من البولي فينيل كلوريد ، يتم توليد الهواء بواسطة منفاخات ذات قنوات جانبية بسعة 150 م3/ساعة عند 0.3 بار.

فيديو مبسط يشرح كيف يعمل الغشاء الحيوي ذو الطبقة المتحركة

أبرز مميزات نظام MBBR الخاص بنا

• تقليل المساحة المطلوبة للتثبيت.
• عملية بسيطة دون الحاجة إلى إعادة تدوير الحمأة أو التحكم في وقت بقاء الخلية.
• إزالة مشاكل التكتل في المصفّى الثانوي وتأثيرها على جودة الملوثات.
• القدرة على تحمل الأحمال القصوى وتغيرات التدفق.
• إنه نظام تشغيل مستمر لا يتطلب إهتمامًا مستمرًا أو إنقطاعًا للعلاج.

تشغيل مفاعل الأغشية الحيوية ذو السرير المتحرك

كما ذكرنا سابقًا، هذه العملية عبارة عن نظام حمأة منشطة يتم فيه إدخال مادة البولي إيثيلين العائمة لدعم نمو الكتلة الحيوية على سطحها، توفر هذه المادة العائمة مساحة سطح فعالة لنمو الأغشية الحيوية، مما يزيد من التركيز الحجمي الفعال للكتلة الحيوية.

يتميز هذا النوع من نمو الكتلة الحيوية القسرية على عنصر عائم بعدد من الخصائص الخاصة :

يمكن أن يكون تركيز MLSS (تركيز الكتلة الحيوية داخل المفاعل) أعلى بمقدار 1.5 إلى 2 مرة من التركيز الذي تم تحقيقه بإستخدام أنظمة الحمأة المنشطة التقليدية ويمكن أن يصل إلى 4000 – 8000 ملغ / لتر.

تتم زيادة وقت بقاء الخلية الفعال.

تتم زيادة قدرة المعالجة للنظام بنفس الحجم.

وبما أن الزيادة في MLSS تنتج عن النمو الملتصق بالحاملات ، فلا يوجد زيادة في تركيز الحمأة التي تصل إلى التوضيح الثانوي، بل يتم تقليله، وبالتالي تكون أبعاد هذا التوضيح أصغر من تلك الموجودة في الأنظمة التقليدية.

تطبيقات نظام MBBR

تتنوع تطبيقات أنظمة MBBR من مؤسسة رعاية المياه، من مياه الصرف الصناعي إلى التطبيقات الأكثر تخصصًا، تُفضَّل هذه الأنظمة عندما تكون متطلبات المساحة صغيرة جدًا وتتطلب أقصى قدر من البساطة في التشغيل.

• العمليات الصناعية.
• المياه البلدية.
• المعسكرات العسكرية والبعثات الإنسانية.
• الفنادق والمنتجعات.
• المباني: المستشفيات ومراكز التسوق وما إلى ذلك.

تعرف على المزيد من التطبيقات التي يجب فيها استخدام محطة MBBR للصرف الصحي

كفاءة مفاعلات MBBR

ما يجعل مفاعلات الأغشية الحيوية ذات السرير المتحرك عملية متميزة هو أن جميع الكائنات الحية الدقيقة اللازمة لإزالة حمولة الملوثات مغمورة في المفاعل المرفق بالحوامل البلاستيكية. وبفضل هذا النظام، فإن الكتلة الحيوية الوحيدة التي تحتاج إلى إزالتها من النظام هي تلك التي تم فصلها عن الحوامل وتلك المعلقة في مياه الصرف المعالجة بالفعل.

يعتمد نظام MBBR على نشاط الكائنات الحية الدقيقة التي تلتصق وتنمو على مواد صلبة مسامية كبيرة تسمى “الحاملات”، والتي تطفو في وسط مياه الصرف الصحي. الدور الأساسي للحاملات هو توفير سطح محمي لنمو “الأغشية الحيوية”.

بـ “الأغشية الحيوية” نعني هياكل مستعمرات معقدة تتكون من الكائنات الحية الدقيقة والمواد الحيوية التي تفرزها.

تطفو وتدور الناقلات التي تتمتع بكثافة قريبة من الماء بحرية داخل المفاعل عن طريق فقاعات التهوية (في الغرف الهوائية) أو الخلط الميكانيكي (في الغرف اللاهوائية).

ينظم دوران الناقلات في الماء ويثبت نمو الأغشية الحيوية وحركية التفاعل.

بعد المفاعل، يمكن فصل هذه الكتلة الحيوية بواسطة جهاز تنقية صفائحي، مما ينتج عنه نفايات نظيفة. وبهذه الطريقة نضمن أن المفاعل يحتفظ دائمًا بالكائنات الحية الدقيقة اللازمة لعمله داخله، مما يضمن كفاءة وأداء نظام المعالجة هذا.

مقارنة بين بعض أنواع تقنيات معالجة المياه مع MBBR

عملية الحمأة المنشطة مقابل MBBR

تتشابه عملية الحمأة المنشطة (ASP) مع MBBR في بعض أوجه التشابه. في هذه العملية التقليدية، تدخل مياه الصرف الصحي إلى خزان تهوية يحتوي على مستويات عالية من الأكسجين. يساعد هذا الأكسجين في عملية نمو الميكروبات وتحلل النفايات العضوية. ثم تنتقل المياه إلى خزان الترسيب، حيث تنفصل النفايات المتبقية في الماء عن الماء، مما يتركه أنظف.

عملية الحمأة المنشطة هي طريقة مجربة وحقيقية لمعالجة مياه الصرف الصحي بيولوجيًا. ومع ذلك، فقد أظهرت الأبحاث أنه في ظل الظروف المثلى، يمكن لـ MBBR إزالة الطلب الكيميائي على الأكسجين بشكل أكثر فعالية ويمكنها التعامل بشكل أكثر فعالية مع التحميل العضوي مقارنة بـ ASP. تستفيد MBBR من نفس نقاط القوة التي توفرها ASP وتقدم فوائد إضافية تجعلها تقنية متفوقة.

عملية الترشيح بالتنقيط مقابل MBBR

تعتبر عملية الترشيح بالتنقيط علاجًا شائعًا آخر. تستخدم هذه العملية طبقة من المواد، مثل الحصى أو الصخور أو السيراميك أو البلاستيك، للاحتفاظ بالكائنات الحية الدقيقة في الماء أثناء مرورها فوق طبقة المادة. ستنشئ هذه الكائنات الحية الدقيقة غشاءً حيويًا بمرور الوقت، والذي سيقوم بعد ذلك بتحليل المواد العضوية الموجودة في مياه الصرف الصحي. يمكن أن يؤدي ضخ الأكسجين بشكل دوري إلى جعل البيئة أكثر هوائية.

لا يمكن لهذه العملية أن تنافس MBBR عندما يتعلق الأمر بالكفاءة أو سهولة التشغيل. في حالة عمليات الترشيح بالتنقيط، يجب على المشغل الماهر مراقبة العملية عن كثب. الانسدادات مشكلة شائعة في هذه العملية، لكنها نادرًا ما تحدث في حالة MBBR.